" Determinación de la movilidad de Cu,Mn y Zn en suelos y su disponibilidad para la absorción por Lactuca sativa L.en zonas cercanas a relaves mineros"

Abstract

La presencia de elementos traza metálicos o metales pesados es de gran importancia en el medio ambiente por su trascendencia en la contaminación de suelos, y la potencial transferencia a los cultivos agrícolas. En el suelo, la movilidad de algunos elementos metálicos puede ser favorecida por la acción de agentes quelantes naturales como el ácido cítrico. Para estimar la movilidad y biodisponibilidad elementos traza metálicos en el suelo, se utiliza la extracción secuencial o fraccionamiento de metales, lo que permite determinar la fracción del suelo en donde se encuentra el metal. La extracción secuencial de Tessier distingue cinco fracciones a las cuales el metal se puede encontrar asociado al suelo: 1) Ia fracción soluble o intercambiable 2) los adsorbidos específicamente a carbonatos 3) la fracción asociada a óxidos de hierro y manganeso,4) la fracción asociada a la materia orgánica y 5) la fracción residual o asociada a silicatos. El presente trabajo tiene por objetivo estudiar el comportamiento del Cu, el Mn y el Zn en tres suelos agrícolas, de diferente composición y cercanos a relaves mineros; identificando en que fracciones del suelo se encuentran asociados, evaluando la movilidad que presentan cuando se aplica ácido cítrico como tratamiento a lechugas cultivadas en estos suelos y como la composición de cada uno influye en la absorción de estos micronutrientes. El ensayo experimental con lechugas se llevó a cabo en un vivero de exterior utilizando macetas y tres suelos denominados Barbecho, Ciruelos y Nogales. Se determinó la textura de los suelos y sus principales propiedades químicas: pH, conductividad eléctrica, contenido de materia orgánica y concentración total de Cu, Mn y Zn. Los resultados de la extracción secuencial muestran que la mayor parte del Cu y del Zn se encuentra en la fracción residual, sin embargo existe una fracción menor que está asociado a las fracciones de los óxidos de Fe y Mn y a la materia orgánica. Para el Cu en particular se constato una alta afinidad con la materia orgánica, encontrándose una relación entre el alto contenido de materia orgánica que presenta el suelo Nogales (4,3'/"\ y el25o/o de Cu asociado a esta fracción. Los factores de bioacumulación de los metales estudiados muestran que sin importar la textura o la biodisponibilidad relativa del metal en el suelo, la planta es capaz de absorberlo en las cantidades que requieren las hojas para su desarrollo. Además, se constató que la menor estabilidad del quelato Mn-citrato no es un factor determinante para favorecer la biodisponibilidad de Cu o Zn que forman quelatos más estables con ácido cítrico, ya que la mayor concentración de Mn en el suelo desplaza el equilibrio, razón por la cual se pudo evidenciar un aumento en la movilidad de Mn, en hojas y raíces cuando se aplicó ácido cítrico como tratamiento en los suelos Ciruelos y Barbecho. F¡nalmente, en los tres suelos existen concentraciones de Cu, Mn y Zn que están dentro de los rangos esperados para suelos no contaminados de Ia Zona Central de Chile, donde existe una a¡ta concentrac¡ón de Mn. Esto indica que no están afectados por el relave de las cercanías. Además, las hojas de lechuga contienen Cu (11-13 mg/kg), Mn (195-308 mg/kg) y Zn (29-34 mg/kg) en concentraciones normales que no presentan un peligro para su consumo.

The presence of heavy metals in soils is importance in the environment for ¡ts significance in soll contamination and the potential transfer to agricultural crops. lnto the soil, the mobility of some metal elements may be favored by the natural act¡on of chelating agents such as citric ac¡d. To estimate the mobility and bioavailab¡lity of heavy metals or metallic trace elements in soils, sequential extract¡on or fractionation of metals ¡s used to determine the fraction whit the metal is associated. Tessier sequential extraction identifles five fractions: 1) soluble fraction or exchangeable 2) specifically adsorbed to carbonates 3) the fraction associated with iron and manganese oxides,4) the fraction associated with organic matter or sulf¡des and 5) associated with residual fraction or silicates. The objective of this work was study the behav¡or of Cu, Mn and Zn in three agricultural soils of different composition and near mine ta¡lings; identifying soil fractions that are associated, evaluating the metal mobility when citric acid is applied as a treatment to lettuce in these soils and the influence of soil composition in the absorption of these m¡cronutrients. The lettuce experimental lest was performed in a greenhouse us¡ng pots outside and three soils called Nogales, C¡ruelos y Barbecho. Soil texture, conductivity, pH, organ¡c matter content and total concentration of Cu, Mn and Zn was determined. The sequenl¡al extraction results show that most of the Cu and Zn are ¡n the residual fraction, but exist a smaller fract¡on that is associated with oxides and organic matter. Cu in particular shown high affinity with organic matter, there being a relationship between the Nogales h¡gh organ¡c matter content (4.3%) and 25% of Cu associated in this fraction. Metals bioaccumulat¡on factors studied show that regardless of texture or relat¡ve bioavailability of the metal in the soil, the plant is able to absorb the metal in the quantit¡es required for development leaves. Also, it was verified that the lower chelate stability Mn-cikate is not decisive for the b¡oavailability of Cu or Zn to form more stable chelates with citric acid, since the highest concentration of Mn in the soils d¡splaces the reaction equ¡librium, evidence an ¡ncrease in mobility of Mn in leaves and roots when citric acid was applied in Ciruelos and Barbecho. Finally, the concentrations of Cu, Mn and Zn in three so¡ls are w¡th¡n expected ranges for uncontam¡nated soils of the Central Zone of Chile, where there is a high concentration of Mn. Th¡s indicates that they are not affected by the tailings. ln addit¡on, the lettuce leaves contain Cu (11-13 mg / kg), Mn (195-308 mg / kg) and Zn (29-34 mg / kg). These concentrations do not represent a risk for human consumption.